鋼筋混凝土雙向肋梁樓蓋設(shè)計

1、1.設(shè)計任務(wù)書1.1 設(shè)計目的（1）了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般程序和內(nèi)容；（2）了解梁、板結(jié)構(gòu)的荷載傳遞途徑及計算簡圖；（3）熟悉受彎構(gòu)件梁和板的設(shè)計方法；（4）了解內(nèi)力包絡(luò)圖及材料圖的繪制方法；（5）掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工圖表達(dá)方式。1.2 設(shè)計資料（1）結(jié)構(gòu)形式某教學(xué)樓，樓蓋平面為矩形，二層樓面建筑標(biāo)高為3.6m，為多層磚混結(jié)構(gòu)，采用整體式鋼筋混凝土雙向板肋梁樓蓋，鋼筋混凝土柱的截面尺寸為400mm×400mm。結(jié)構(gòu)平面布置如圖11所示。外墻厚370mm。圖1-1 結(jié)構(gòu)平面布置圖（2）樓面構(gòu)造做法30mm厚水磨石地面（12mm厚面層，18mm厚水泥砂漿打底），板底有15mm厚

2、石灰砂漿抹灰?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。（3）荷載永久荷載：包括梁、樓板及構(gòu)造層自重。鋼筋混凝土容重為25kN/m3，水泥砂漿容重20 kN/m3，石灰砂漿容重17 kN/m3，水磨石容重0.65 kN/m2，粉煤灰空心砌塊容重為8kN/m3。分項系數(shù)（當(dāng)對結(jié)構(gòu)有利時）。可變荷載：樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值10 kN/m2，分項系數(shù)。(4）材料混凝土：C30鋼 筋：板 HPB235級梁： 主筋HRB335級，箍筋HPB235級1.3設(shè)計內(nèi)容(1雙向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)布置(2板、梁的設(shè)計1現(xiàn)澆板的設(shè)計根據(jù)樓面荷載，按彈性理論計算板的內(nèi)力，進(jìn)行板的正截面承載力計算，并進(jìn)行板的鋼筋配置。2支承梁的設(shè)計計算梁的內(nèi)力，

3、進(jìn)行梁的正截面、斜截面承載力計算，并對此梁進(jìn)行鋼筋配置。(3繪制結(jié)構(gòu)施工圖繪制板的配筋圖及梁的配筋詳圖及其抵抗彎矩圖，并作鋼筋明細(xì)表，最后完成結(jié)構(gòu)施工圖一張。1.4基本要求（1）完成結(jié)構(gòu)計算書一份。包括封面、設(shè)計任務(wù)書、目錄、計算書、參考文獻(xiàn)、附錄。要求概念清楚，計算完整、準(zhǔn)確，成果盡量表格化，并裝訂成冊。（2）圖紙。蓋施工圖一張，包括結(jié)構(gòu)平面布置圖、板的配筋圖、支承梁的配筋圖樓。采用1號圖紙，選擇適當(dāng)比例。要求內(nèi)容完整，表達(dá)規(guī)范，字體工整，圖面整潔。1.5小組分工2.結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件尺寸選擇雙向板肋梁樓蓋由板和支承梁構(gòu)成。雙向板肋梁樓蓋中，雙向板區(qū)格一般以35m為宜。支承梁短邊的跨度為，支承梁

4、長邊的跨度為。根據(jù)圖11所示的柱網(wǎng)布置，選取的結(jié)構(gòu)平面布置方案如圖2-1所示。圖2-1 雙向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)平面布置圖板厚的確定：連續(xù)雙向板的厚度一般大于或等于,且雙向板的厚度不宜小于，故取板厚為。支承梁截面尺寸：根據(jù)經(jīng)驗，支承梁的截面高度，長垮梁截面高度為故取；截面寬度故??；短跨梁截面高度為故??；界面寬度故取。3.雙向板設(shè)計計算3.1荷載計算120mm厚鋼筋混凝土樓板 18mm厚水泥砂漿面層找平 15mm厚石灰砂漿底面粉刷 12mm水磨石 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 3.2按彈性理論設(shè)計板此法假定支承梁不產(chǎn)生豎向位移且不受扭，并且要求同一方向相鄰跨度比值,以防誤差過大。當(dāng)要求各區(qū)格跨中最大彎矩

5、時，活荷載應(yīng)按棋牌式布置，它可以簡化為當(dāng)支座固支時作用下的跨中彎矩與當(dāng)內(nèi)支座絞支時作用下的跨中彎矩之和。支座最大負(fù)彎矩可近似按活荷載滿布求得，即內(nèi)支座固支時作用下的支座彎矩。所有區(qū)格板按其位置與尺寸分為A，B，C，D四類，計算彎矩時，考慮鋼筋混凝土的泊松比為0.2.(1 A區(qū)格板計算1計算跨度 2跨中彎矩 3支座彎矩 b支座 a支座 4）配筋計算截面有效高度：由于是雙向配筋，兩個方向的有效截面高度不同?？紤]到短跨方向比長垮方向的大，故應(yīng)將短跨方向的跨中受力鋼筋放置在長垮方向的外側(cè)。因此： 跨中截面支座截面對A區(qū)格板，考慮到該板四周與梁整澆在一起，整塊板內(nèi)存在穹頂作用，使板內(nèi)彎矩大大減小，故其彎

6、矩設(shè)計值應(yīng)乘以折減系數(shù)0.8，近似取為0.95?？缰姓龔澗嘏浣钣嬎悖轰摻钸x用HPB235.支座配筋建B，C區(qū)格板計算，因為相鄰區(qū)格板分別求得的同一支座負(fù)彎矩不相等時，取絕對值的較大值做為該支座的最大負(fù)彎矩。(2 B區(qū)板計算1 計算跨度 2跨中彎矩3）支座彎矩 b支座 a支座 4）配筋計算跨中截面（長跨方向）（短跨方向）支座截面跨中正彎矩配筋計算：鋼筋選用HPB235.支座截面配筋計算：鋼筋選用HRB335b支座：取較大彎矩值為25.078c支座配筋見D區(qū)格板計算。(3 C區(qū)格板計算1 計算跨度 2 跨中彎矩3）支座彎矩d 支座 a支座 4）配筋計算跨中截面 （長跨方向）（短跨方向）近似取跨中正

7、彎矩配筋計算：鋼筋選用HPB235支座截面配筋計算：鋼筋選用HRB335a支座:取較大彎矩值為。 d支座配筋見板D計算。(4 D區(qū)格板計算1）計算跨度（同B區(qū)格板） （同C區(qū)格板）2）跨中彎矩 3）支座彎矩d支座 c支座 4）配筋計算跨中截面 （長跨方向）（短跨方向）近似取跨中正彎矩配筋計算：選用HPB235鋼筋。支座截面配筋計算：鋼筋選用HRB335.c支座:取較大彎矩值為 d支座:取較大彎矩值為 （5）選配鋼筋 表3-1 跨中截面鋼筋表截面A區(qū)格板跨中B區(qū)格板跨中C區(qū)格板跨中D區(qū)格板跨中X方向Y方向X方向Y方向X方向Y方向X方向Y方向計算鋼筋 面積/45360163075763076463

8、6836選用鋼筋101601012010120101001012010100101201090實際配筋 面積/491654654785654785654872截面a支座b支座c支座 d支座計算鋼筋面積/1249125713551469選用鋼筋14120141201411014/16120實際配筋面積/1283128313991480表3-2 支座截面配筋表圖3-1 按彈性理論設(shè)計板的結(jié)構(gòu)配筋圖4.雙向板支承梁設(shè)計按彈性理論設(shè)計支承梁。雙向板支承梁承受的荷載如圖4-1所示。圖4-1 雙向板支承梁承受的荷載計算梁的內(nèi)力，進(jìn)行梁的正截面、斜截面承載力計算，并對此梁進(jìn)行鋼筋配置。4.1橫向支承梁L-1

9、設(shè)計(1跨度計算邊跨：取小值。中跨：取支乘中心線間的距離，平均跨度：,跨度差：，可按等跨連續(xù)梁計算。(2荷載計算由板傳來的恒荷載的設(shè)計值： 由板傳來的活荷載的設(shè)計值： 梁自重：；梁粉刷抹灰：；梁自重及抹灰產(chǎn)生的均布荷載設(shè)計值：。橫向支承梁的計算圖如圖所示。圖4-2 橫向支撐梁L-1計算簡圖(3內(nèi)力計算1彎矩計算： (k值由附表查得。邊跨：中跨：平均跨(計算支座彎矩時用: 橫梁彎矩計算如表4-1所示表4-1橫向支撐梁L-1彎矩計算項次荷載簡圖恒荷載g恒荷載活荷載活荷載-22.18活荷載活荷載-37.21內(nèi)力組合+150.82-109.42-23.72-109.42+32.23-109.4295.

10、75-109.42+125.3-169.5375.53-95.11+143.73-125.17-16.57-79.37最不利內(nèi)力組合項次+組合值/32.23-169.53-23.72-109.42組合項次+組合值/150.82-109.4295.75-79.372剪力計算： (k值由附表查得。邊跨： 中跨：平均跨（計算支座彎矩時取用）：橫向支承梁L-1剪力計算如表4-2所示。表4-2橫向支撐梁L-1剪力計算項次荷載簡圖恒荷載g恒荷載活荷載活荷載活荷載活荷載內(nèi)力組合91.42-129.9548.4344-67.19111.7980.83-140.47124.9688.65-132.6861.61

11、組合項次組合值44-140.4748.43組合項次組合值91.42-67.19124.96（4）正截面承載力計算邊跨：取較小值。中間跨：取較小值。支座截面仍按矩形截面計算。2判斷截面類型。在縱橫梁交接處，由于板、橫向梁和縱向梁的負(fù)彎矩鋼筋相互交叉重疊，短跨方向梁（橫梁）的鋼筋一般均在長跨方向梁（縱梁）鋼筋的下面，梁的有效高度減小。因此，進(jìn)行短跨方向梁（橫梁）支座截面計算時，應(yīng)根據(jù)其鋼筋的實際位置來確定截面的有效高度。此處，取（跨中），（支座）屬于第一類T形截面。3）正截面承載力結(jié)算。按彈性理論計算連續(xù)梁內(nèi)力時，中間跨的計算跨度取為支座中心線間的距離，故所求的支座彎矩和支座剪力都是指支座中心線的

12、。而實際上正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力的控制截面在支座邊緣，所以計算配筋時，將其換算到截面邊緣。橫梁正截面承載力計算見下表。受力鋼筋選用級，箍筋選用級。根據(jù)混凝土設(shè)計規(guī)范（）第條的規(guī)定，縱向受力鋼筋的最小配筋率為和中的較大值，即。下表4-3中的配筋率滿足要求。配筋形式采用分離式。表4-3橫向支撐梁L-1正截面受彎承載力計算截面邊跨中支座中間跨中150.82-169.5395.75-23.72-150.82-144.5495.75-23.720.0190.1300.0120.0030.9900.930.9940.998906.81015.8594.6146.7選用鋼筋32032222021

13、6實際配筋面積（）9411140628402配筋率0.52%0.63%0.35%0.22%（5）斜截面受剪承載力結(jié)算表4-4橫向支撐梁L-1斜截面受剪承載力計算截面A支座B支座左B支座右124.96,滿足截面要求箍筋直徑和肢數(shù)HRB235，8200，雙肢按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋實配間距/175175175配筋率配筋圖見附圖4-6。4.2縱向支承梁L-2設(shè)計(1計算跨度邊跨：取小值。中跨：取支乘中心線間的距離。平均跨度：(6.263+6.3/2=6.282m?？缍炔睿?，可按等跨連續(xù)梁計算。(2荷載計算由板傳來的恒荷載的設(shè)計值：；由板傳來的活荷載的設(shè)計值：。梁自重：；梁粉刷抹灰：；梁自重及抹

14、灰產(chǎn)生的均布荷載設(shè)計值：?？v向支承梁的計算圖如圖所示。圖4-3 縱向支撐梁L-2計算簡圖(3內(nèi)力計算1）彎矩計算：（k值由附表1-4-2查得）。平均跨（計算支座彎矩時取用）： 以表4-5中恒荷載作用下的支座剪力和跨中彎矩的求解為例。取脫離體AB桿件，所受荷載及內(nèi)力如圖4-4所示。求邊跨中的彎矩，所取脫離體如圖4-5所示圖4-4 AB桿件脫離體 圖4-5 求邊跨中彎矩時所取的脫離體對A點取矩，得支座彎矩由表1-25中已知，求得 ，再由豎向合力等于零，求得。近似認(rèn)為跨中最大彎矩在跨中截面位置，對1點取矩得 算得其他的跨中彎矩同理求得，如表4-5所示。表4-5縱向支撐梁L-2彎矩計算項次荷載簡圖恒荷

15、載恒荷載49.040.149.2活荷載136.8-44.2活荷載-15.9116.2活荷載107.294.2活荷載129.3-37.2內(nèi)力組合+201.9113.5-9.1113.5+49.2113.5151.3113,5+172.3172.7129.398.5+194.4-128.5-2.184.3最不利內(nèi)力組合項次+組合值/49.2-172.7-9.1-113.5組合項次+組合值/201.9-113.5151.3-84.3注：跨跨中彎矩時根據(jù)求得的支座彎矩按未等效前的實際荷載取悅離體求出的。2）剪力計算：邊跨：中跨：表4-6 縱向支承梁L-2剪力計算項次荷載簡圖恒荷載恒荷載30.0-55.

16、242.7活荷載69.4-83.50活荷載5.1-5.176.7活荷載60.093.088.5活荷載67.085.97.0內(nèi)力組合112.2-157.958.847.9-79. 5135.5102.8-167.4147.3109.8-160.365.8組合項次組合值47.9-167.458.8組合項次組合值112.2-79.5147.3(4正截面承載力計算邊跨：取較小值。中間跨：取較小值。支座截面仍按矩形截面計算2判斷截面類型。在縱橫梁交接處，由于板、橫向梁和縱向梁的負(fù)彎矩鋼筋相互交叉重疊，短跨方向梁（橫梁）的鋼筋一般均在長跨方向梁（縱梁）鋼筋的下面，梁的有效高度減小。因此，進(jìn)行短跨方向梁（橫

17、梁）支座截面計算時，應(yīng)根據(jù)其鋼筋的實際位置來確定截面的有效高度。屬于第一類T形截面。3正截面承載力結(jié)算。按彈性理論計算連續(xù)梁內(nèi)力時，中間跨的計算跨度取為支座中心線間的距離，故所求的支座彎矩和支座剪力都是指支座中心線的。而實際上正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力的控制截面在支座邊緣，所以計算配筋時，將其換算到截面邊緣。橫梁正截面承載力計算見下表。受力鋼筋選用HRB335級，箍筋選用HPB235級。中的較大值，即0.2%。下表4-7中的配筋率滿足要求。配筋形式采用分離式。表4-7 縱向支撐梁L-2正截面受彎承載力計算截面邊跨中B支座中間跨中201.9-172.7151.3-9.1-201.9-143.2151.3-9.10.0180.0900.0150.0010.9910.9550.9930.99951113.3819.4832.649.8選用鋼筋322320320216實際配筋面積（）1140942942402配筋率0.58%0.48%0.48%0.21%(5斜截面受剪承載力結(jié)算表4-8橫向支撐梁L-2斜截面受剪承載力計算截面A支座B支座左B支座右111.